專利名稱：一種治療齲齒的組合物及用該組合物制備氟磷灰石的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于牙科修復(fù)用的生物材料領(lǐng)域，具體涉及一種用于齲壞牙釉質(zhì)缺損修復(fù) 的醫(yī)用材料。
背景技術(shù)：
齲病(齲齒)是一種由口腔中多種因素復(fù)合作用所導(dǎo)致的牙齒硬組織進行性病 損，是口腔主要的常見病，其特點是發(fā)病率高，分布廣。世界衛(wèi)生組織已將其與癌腫和心血 管疾病并列為人類三大重點防治疾病。據(jù)全國口腔流行病學(xué)調(diào)查資料報告，我國居民齲病 患病率為50%，乳牙患齲率80%。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，我國的齲齒總數(shù)高達20億顆以上，而這些 齲齒中的90%以上都沒有接受治療。美國近期調(diào)查資料估計，將近80%的兒童和90%的 成人都曾受到齲病的困擾。隨著經(jīng)濟發(fā)展，生活條件的不斷改善，現(xiàn)代人的飲食結(jié)構(gòu)亦發(fā)生 了很大改變，攝入食物精細粘軟且含糖量過高，致使齲病容易發(fā)生。齲病已成為流行性最廣 的細菌感染性疾病，嚴重威脅著人們的口腔健康。牙體組織缺損影響口腔的咀嚼，語言等功 能，發(fā)生于前牙時還嚴重影響美觀?？谇粌?nèi)微生物(如變形鏈球菌)在牙釉質(zhì)表面形成牙菌斑，通過產(chǎn)酸、對牙釉質(zhì)反 復(fù)酸蝕、脫礦等過程，導(dǎo)致牙釉質(zhì)破壞，進而破壞牙本質(zhì)。臨床上常根據(jù)齲壞程度分為淺、 中、深齲三個階段。淺齲，齲壞僅局限于釉質(zhì)，無明顯齲洞。中齲齲壞已達牙本質(zhì)淺層，有 明顯齲洞。深齲齲壞已達牙本質(zhì)深層，表現(xiàn)為大而深的齲洞，或入口小而深層有較為廣泛 的破壞。齲病會造成牙釉質(zhì)/本質(zhì)不可逆的破壞，導(dǎo)致牙體功能喪失，也會引起牙髓及根尖 周組織疾病。齲病治療的目的在于終止病變過程，阻止其繼續(xù)發(fā)展并恢復(fù)牙齒的固有形態(tài) 和功能。對于已發(fā)生的齲壞，目前臨床醫(yī)師仍然還使用創(chuàng)傷性的磨除齲壞的牙體組織(包 括釉質(zhì)或和本質(zhì))，并用口腔修復(fù)材料(如樹脂，金屬或陶瓷材料)充填修復(fù)(見下圖)，這 些方法不能恢復(fù)牙組織的原始結(jié)構(gòu)，且存在可能發(fā)生繼發(fā)齲壞及損害牙體生物力學(xué)性能的 潛在問題。在牙釉質(zhì)層面阻斷齲病的發(fā)生以及在牙釉質(zhì)齲壞的早期給予非創(chuàng)傷性的治療， 可以阻止齲病發(fā)展而導(dǎo)致的更大破壞。由于牙齒結(jié)構(gòu)特殊，雖有再礦化能力，但對實質(zhì)性缺 損無自身修復(fù)能力。因此，對已形成實質(zhì)性缺損的牙齒，充填術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛且成效較 好的方法，根據(jù)牙齒缺損的范圍/體積采用充填術(shù)、嵌體或人造冠修復(fù)治療，可以恢復(fù)牙體 的形態(tài)和功能。對已發(fā)生的齲壞，即使是很微小的齲壞，目前臨床醫(yī)師仍然使用創(chuàng)傷性的磨 除齲壞的牙體組織(包括釉質(zhì)或和本質(zhì))，制備合適形狀的窩洞，用生物惰性的口腔修復(fù)材 料如樹脂，或用牙科金屬如銀汞合金或陶瓷材料充填修復(fù)。這種修復(fù)手段短期尚可起到恢 復(fù)牙體組織外形和功能的良好效果，但是由于材料的收縮，老化，遠期常有繼發(fā)齲發(fā)生，或 者充填體斷裂脫落。然而，對早期尚不宜備洞的釉質(zhì)齲，或一些無法取得抗力或固位的齲 損，不宜用上述材料進行充填。Heneh等人首先在牙齒中發(fā)現(xiàn)了氟磷灰石的存在。氟磷灰石與羥基磷灰石具有相 同的晶體結(jié)構(gòu)，只是F_取代了 0H位置。已知氟的電負性為4，是電負性最大的化學(xué)元素，因 此，氟磷灰石中F—與Ca的鍵合強度遠大于羥基磷灰石中0H—與Ca的鍵合強度，這是氟磷灰石穩(wěn)定的主要原因之一。由于組成上變化，使相應(yīng)材料的性能也有所改變，國內(nèi)外生物材料 科學(xué)家對此非常重視，并開展了較為深入的研究，由于F比0H基團小，使得氟磷灰石比羥基 磷灰石晶體結(jié)構(gòu)更加緊密，因此相應(yīng)的氟磷灰石晶格常數(shù)要比羥基磷灰石小。由于結(jié)構(gòu)較 緊密，使氟磷灰石的溶解性較小。這一特性在臨床應(yīng)用中是十分有意義的，氟磷灰石可作為 骨和牙齒替代材料。把氟磷灰石用作非降解性的承重荷結(jié)構(gòu)硬組織替代材料，特別是當(dāng)氟 磷灰石陶瓷作為齒科材料使用時，微量氟離子可以刺激骨的生長，又可以抵抗體液、口液對 材料的侵蝕，從而縮短骨愈合的時間，顯示出氟磷灰石生物材料的優(yōu)越性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種齲壞牙釉質(zhì)缺損修復(fù)材料，可以在位生成(齲壞釉質(zhì) 缺損處)，從而修復(fù)齲壞釉質(zhì)缺損，特別是大缺損(深齲)的修復(fù)。本發(fā)明提供了一種修復(fù)缺損牙釉質(zhì)的組合物，為磷酸四鈣、氟化銨和磷酸水溶液 混合，其中1、磷酸四鈣和磷酸的摩爾配比為5 2。2、磷酸四鈣和氟化銨摩爾比的比例為1 1。3、磷酸溶液的百分比濃度為40 70%。本發(fā)明還提供一種氟磷灰石的制備方法，其特征在于，將磷酸四鈣和氟化銨混合， 然后加入磷酸水溶液，通過調(diào)和形成水泥漿體，然后在35 38°C，100%濕度條件下固化， 最終生成氟磷灰石。本發(fā)明氟磷灰石的另一制備方法，其特征在于，用磷酸四鈣和磷酸水溶液，通過水 化反應(yīng)形成固化體，將該固化體磨成粉末，將該粉末和氟化銨、水調(diào)和成水泥狀物質(zhì)，然后 在35 38°C，100%濕度條件下固化，最終生成氟磷灰石。磷酸四鈣和氟化銨摩爾比的比例為1 1，每毫升磷酸水溶液中加入1 4克磷酸 四鈣。氟磷灰石水化反應(yīng)的方程式磷酸四鈣+磷酸+氟化銨——氟磷灰石5Ca4 (P04) 20+2H3P04+4NH4F-----2Ca10 (P04) 6F2本發(fā)明用磷酸四鈣(Ca4(P04)20)，磷酸(H3P04)水溶液和氟化銨形成的水泥狀物質(zhì) 填充到深齲的牙齒表面和小洞，在人體生理環(huán)境條件下固化1 3天后，生成氟磷灰石，從 而修復(fù)深齲。本發(fā)明齲壞牙釉質(zhì)缺損修復(fù)材料的固化體與原釉質(zhì)形成緊密的結(jié)合，即生成的氟 磷灰石和牙釉質(zhì)缺損表面形成緊密的結(jié)合。本發(fā)明的優(yōu)點是由于制備的氟磷灰石與牙釉質(zhì)具有類似的化學(xué)組成成分，因此，修復(fù)材料能夠和 天然牙釉質(zhì)形成直接的結(jié)合。材料的粉末和水混合形成水泥狀物質(zhì)，通過材料的水化反應(yīng)， 最終生成氟磷灰石，水泥狀的材料有一定的粘性，還可以和牙釉質(zhì)表面發(fā)生一些化學(xué)反應(yīng)， 這樣就可在牙釉質(zhì)缺損表面直接合成結(jié)構(gòu)可控的氟磷灰石，填充和修復(fù)深齲。另外，本發(fā)明 制備的氟磷灰石具有化學(xué)計量的磷灰石結(jié)構(gòu)，在人生理體液條件下具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性 (溶解性很低)，而在酸性條件下(細菌存在的時候)緩慢釋放氟離子，因而具有防齲的效能。通過對氟磷灰石在牙釉質(zhì)缺損處(牙缺損洞)的可控合成，可望實現(xiàn)氟磷灰石在人牙 釉質(zhì)表面的直接再生，這將是一種全新的牙釉質(zhì)修復(fù)方案，將對口腔保健及再生醫(yī)學(xué)治療 具有革命性意義。


圖1為合成氟磷灰石的XRD圖；圖2為合成氟磷灰石的IR圖譜；圖3為合成氟磷灰石的EDS圖；圖4為合成氟磷灰石的SEM照片；圖5氟磷灰石修復(fù)牙深齲的照片，其中(a)為未修復(fù)前的照片；(b)為填充有修復(fù) 材料的照片；圖6為合成的氟磷灰石修復(fù)齲壞牙釉質(zhì)缺損的SEM照片，箭頭為氟磷灰石和牙釉 質(zhì)的界面。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，通過實施例對本發(fā)明作進一步描述。實例1將1. 33克磷酸四鈣和0. 16克氟化銨均勻混合，再在混合物中加入0. 196克磷酸 和4mL水，用鑰匙在調(diào)和盤中均勻混合，調(diào)和成水泥漿體，將其放在37°C，100%濕度環(huán)境中 3天，得到的材料用XRD，IR和EDS表征其化學(xué)結(jié)構(gòu)與成分，其結(jié)果如圖1-圖3所示。從 XRD圖譜可以看出制備的產(chǎn)物在2 e =26°，2 9 =32° ,2 6 =34°，2 9 =40°，2 9 = 47°，2 0 = 50°附近都有其特征峰。結(jié)果表明合成的產(chǎn)物為氟磷灰石。從IR圖譜可以 看出在1070cm"1和950CHT1處為P0,的吸收峰。在1432和1750. 8cm_1處的兩個吸收峰以 及從ZSOOcnT1到3472CHT1之間的吸收峰均為水的羥基吸收峰。磷灰石的P_0_H鍵的振動峰 在877. 了側(cè)^處出現(xiàn)。EDS圖譜顯示合成的產(chǎn)物包括鈣、磷和氟元素，定量原子摩爾比計算 結(jié)果為鈣磷原子摩爾比為1.67，鈣氟原子摩爾比2，這也說明生成的產(chǎn)物為氟磷灰石。實例2將2. 66克磷酸四鈣和0. 16克氟化銨均勻混合，再在混合物中加入0. 196克磷酸 和4mL水，用鑰匙在調(diào)和盤中均勻混合，調(diào)和成水泥漿體，將其填入齲壞牙釉質(zhì)缺損處，將 牙放在37°C，100%濕度環(huán)境中3天，得到實驗樣品。用SEM表征材料表面的微觀結(jié)構(gòu)，如圖 4所示。從該SEM照片可見，氟磷灰石和牙釉質(zhì)形成了緊密的結(jié)合，界面上無明顯的縫隙，這 也可以表明修復(fù)材料氟磷灰石和牙釉質(zhì)具有相似的成分，使它們很容易結(jié)合在一起。合成 的氟磷灰石為針棒狀晶體，緊密地結(jié)合在一起。將材料連同牙從材料中心剖開，觀察材料與 牙釉質(zhì)缺損表面結(jié)合的界面情況，如圖6所示。實例3將13. 3克磷酸四鈣和1. 6克氟化銨均勻混合，再在混合物中加入1. 96克磷酸和 6mL水，用鑰匙在調(diào)和盤中均勻混合，用鑰匙調(diào)和成水泥漿體，將其填入齲壞牙釉質(zhì)缺損處， 將牙放在35 38°C，100%濕度環(huán)境中3天，得到氟磷灰石。實例 4
將2. 66克磷酸四鈣和0. 196克磷酸和4mL水均勻混合，用鑰匙調(diào)和成水泥漿體， 將其放在37°C，100%濕度環(huán)境中3天，得到固化體，將其磨成粉末，加入0. 16克氟化銨均勻 混合，再加入4mL水均勻混合。用鑰匙調(diào)和成水泥漿體，將其放在35 38°C，100%濕度環(huán) 境中3天，得到氟磷灰石。實例5將1. 33克磷酸四鈣和0. 098克磷酸和2mL水均勻混合，用鑰匙調(diào)和成水泥漿體， 將其放在37°C，100%濕度環(huán)境中3天，得到固化體，將其磨成粉末，加入0. 08克氟化銨均勻 混合，再加入2mL水均勻混合。用鑰匙調(diào)和成水泥漿體，將其填入齲壞牙釉質(zhì)缺損處，將牙 放在35 38°C，100%濕度環(huán)境中3天，得到氟磷灰石。本發(fā)明實施例的目的在于幫助進一步理解本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理 解在不脫離本發(fā)明及所附的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，各種替換和修改都是可能的。因 此，本發(fā)明不應(yīng)局限于實施例所公開的內(nèi)容，本發(fā)明要求保護的范圍以權(quán)利要求書界定的 范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種治療齲齒的組合物，其特征在于，為磷酸四鈣、氟化銨和磷酸水溶液的混合。
2.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，磷酸四鈣和磷酸的摩爾配比為5 2。
3.如權(quán)利要求2所述的組合物，其特征在于，磷酸四鈣和氟化銨的用量是等摩爾配比。
4.如權(quán)利要求3所述的組合物，其特征在于，磷酸溶液的百分比濃度為40 70%。
5.一種氟磷灰石的制備方法，其特征在于，將磷酸四鈣和氟化銨混合，然后加入磷酸水 溶液，其中，磷酸四鈣和磷酸的摩爾配比為5 2，磷酸四鈣和氟化銨的用量是等摩爾配比， 通過調(diào)和形成水泥漿體后，在35 38°C，100%濕度環(huán)境下，固化1-3天。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，磷酸溶液的百分比濃度為40 70%。
7.一種氟磷灰石的制備方法，其特征在于，用磷酸四鈣和磷酸水溶液，通過水化反應(yīng)形 成固化體，隨后將該固化體磨成粉末，將上述粉末和氟化銨、水調(diào)和成水泥狀物質(zhì)，在35 38°C，100%濕度環(huán)境下，固化1-3天。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，磷酸水溶液的濃度是40 70%，每毫升磷 酸水溶液中加入1 4克磷酸四鈣，調(diào)和后的水泥狀物質(zhì)在35 38°C，100%濕度條件下固 化1 3天。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，磷酸四鈣和氟化銨摩爾比為1 1。
10.如權(quán)利要求1所述組合物在齲壞牙釉質(zhì)缺損修復(fù)醫(yī)用材料中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種治療齲齒的組合物，屬于牙科修復(fù)用的生物材料領(lǐng)域。本發(fā)明將磷酸四鈣、氟化銨和磷酸水溶液調(diào)和形成水泥狀物質(zhì)，將水泥狀物質(zhì)填充到深齲的牙齒表面和小洞，在人體生理環(huán)境條件下固化1～3天后，生成氟磷灰石，從而修復(fù)齲壞釉質(zhì)缺損，特別是釉質(zhì)大缺損(深齲)的修復(fù)。由于合成的氟磷灰石與牙釉質(zhì)具有類似的化學(xué)組成成分，因此，修復(fù)材料能夠和天然牙釉質(zhì)形成直接的結(jié)合。合成的氟磷灰石具有化學(xué)計量的磷灰石結(jié)構(gòu)，在人生理體液條件下具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性(溶解性很低)，而在酸性條件下(細菌存在的時候)緩慢釋放氟離子，因而材料不僅可修復(fù)深齲，而且還具有防齲的效能。
文檔編號A61K6/033GK101856310SQ20101021391
公開日2010年10月13日 申請日期2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
發(fā)明者劉曉晨, 張翼飛, 王成潔, 魏世成, 魏杰 申請人:北京大學(xué)